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于文强

复旦大学生物医学研究院高级PI、长江学者特聘教授

2024年诺贝尔奖揭晓时刻,我们再次见证了人类智慧的璀璨光芒。备受瞩目的诺贝尔物理学奖、化学奖、生理学或医学奖分别颁给了机器学习、人工智能和微小RNA(miRNA)的先驱者。在这些成就的背后,是对生命奥秘的不懈追求和对智慧的深刻尊重。科学的进步是永无止境的探索之旅,它始于大胆的设想,成于严谨的验证。

miRNA是20世纪90年代生物医学领域最重要的发现之一。早在2002年美国《科学》杂志评出的年度十大科学突破中,miRNA的发现就名列榜首,被称为RNA的第二次革命,随后又获得有着“科学界的奥斯卡奖”之美誉的科学突破奖。这一类长度约为22个碱基的内源性小分子非编码RNA,参与生命过程中一系列的生理活动,包括早期发育、细胞增殖、细胞凋亡、细胞分化和脂肪代谢等,且与人类疾病,尤其与恶性肿瘤的发生发展密切相关。miRNA的研究,不仅为人们提供了一种全新的角度来认识基因及其表达调控的复杂性,也为疾病治疗提供了新的思路。

miRNA的发现可以追溯到1993年,当时维克多 · 安布罗斯(Victor Ambros)和加里 · 鲁夫昆(Gary Ruvkun)在秀丽隐杆线虫中发现了第一个miRNA——lin-4,揭示了一种全新的基因调控原理,证实miRNA在生物体发育和功能中的重要作用。随着研究的深入,科学家发现miRNA在个体发育与疾病发生发展过程中都扮演着关键角色。miRNA的研究,也从最初的“非共识”研究变成了如今的“共识”研究。

在复旦大学,我带领的课题组也致力于miRNA的研究。我们发现,miRNAs除了定位于细胞质中发挥负向作用,还可以定位于细胞核并发挥激活作用。我们提出了“NamiRNAs-增强子-靶基因激活理论”,揭示了miRNAs在细胞核中通过增强子正向调控基因转录,为miRNA功能研究提供了新视角,拓宽了人们对miRNA的认知,有助于理解miRNA在各种生理和病理过程以及在肿瘤的发生发展及转移中的独特作用,也为肿瘤治疗提供了潜在的治疗策略和线索。我们相信,miRNA激活基因的研究无疑是下一个研究热点,将推动miRNA研究进入2.0时代。

miRNA的发现正推动着我们对生命现象本质及普遍规律的探索。我更愿意把miRNA称为“细胞命运转化的调控者”。miRNA如同自然界中的微妙之手,在生命调控中发挥着重要作用,它们在细胞内部精细地调节着基因的表达,影响着生命的每一个阶段。从胚胎发育到成年,再到衰老,miRNA的身影无处不在。它们的存在,让我们对生命的理解更加深刻,也让我们对生命的调控有了更多可能。

机器学习和人工智能的突破性成就同样引人注目。这不仅是对AI技术的认可,也是对“人工智能+科学”这一新兴研究范式的认可。AI技术的应用,正在改变科学研究的方式,提高研究效率,拓宽科学边界。在miRNA研究领域,AI技术的应用也展现出巨大的潜力。通过大数据分析和机器学习,我们可以更快速地识别miRNA的靶基因,预测miRNA的功能,以及探索miRNA在疾病中的作用机制,并以此为基础,应用AI技术进行药物设计和优化。

AI技术走进miRNA,不仅能加速对miRNA功能的研究,还能为miRNA的临床应用提供新的可能性:我们可以更精确地诊断疾病,预测疾病的发展,以及制定个性化的治疗方案。有了诺贝尔奖带来的关注,AI与miRNA研究的双重“黑神话”预示着生命科学新篇章的开启,也奏响了智慧的新交响,必将引领我们进入一个崭新的研究时代。